ES2260650T3 - MOBILE CONTROLLED TOY BY LIGHT. - Google Patents
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Abstract
Description
Juguete móvil controlado mediante luz.Mobile toy controlled by light.
El presente invento se refiere a un juguete móvil, motorizado y controlado a distancia, cuyo control remoto es ergonómico y está simplificado, y está destinado a ser utilizado por un niño muy pequeño.The present invention relates to a toy mobile, motorized and remotely controlled, whose remote control is Ergonomic and is simplified, and is intended to be used by A very young child.
Existen muchas clases de controles remotos, basados tanto en ondas de radio como en radiación infrarroja. Estos controles remotos emiten, en particular, instrucciones de aceleración o de cambio de dirección hacia el juguete motorizado. Estas instrucciones son interpretadas por el vehículo, de acuerdo con su propia posición instantánea. Sin embargo, el usuario debe tener en cuenta esta posición para poder controlar el juguete. Estos controles típicos no son muy aceptables para un niño. El giro hacia la derecha es intuitivo cuando el vehículo se aleja del niño, pero cuando el vehículo vuelve hacia él, los controles se invierten.There are many kinds of remote controls, based on both radio waves and infrared radiation. These remote controls issue, in particular, instructions from acceleration or change of direction towards the motorized toy. These instructions are interpreted by the vehicle, according With your own instant position. However, the user must Take this position into account in order to control the toy. These Typical controls are not very acceptable for a child. The turn towards the right is intuitive when the vehicle moves away from the child, but When the vehicle returns to it, the controls are reversed.
Estos controles remotos no son reactivos, por cuanto no tienen en cuenta los cambios de adherencia al camino del juguete ni la dificultad para modular la aceleración. Existe la necesidad de superar estas limitaciones y proponer un control remoto intuitivo que el niño domine inmediatamente y adaptado a sus limitaciones.These remote controls are not reactive, so how much they do not take into account the changes of adherence to the path of Toy or difficulty modulating acceleration. There is need to overcome these limitations and propose a remote control intuitive that the child dominates immediately and adapted to their limitations
La solicitud de patente alemana publicada núm. DE 2 006 570 TO describe un juguete que tiene tres detectores situados en la parte superior, en el que L1 controla el motor izquierdo M1 y L2 controla el motor M2. Los dos motores son alimentados constantemente a través de un pulsador del juguete. Cuando se ilumina un detector, se detiene el motor correspondiente. Como el otro motor todavía funciona, el juguete gira en la dirección del perceptor iluminado. El usuario tiene que apunta al perceptor, que transmite una orden binaria de activar/desactivar. Un detector L4 suspende una rueda cuya dirección es evidente, con el fin de facilitar la rotación. El juguete posee perceptores ópticos previstos en la parte superior con los motores. El usuario marcha tras el juguete proyectando un rayo de luz con precisión sobre un perceptor, para transmitir la orden de parada que pone fuera de servicio la rueda motorizada. Esto hará girar al juguete hacia el lado del perceptor iluminado.The published German patent application no. DE 2 006 570 TO describes a toy that has three detectors located at the top, in which L1 controls the engine Left M1 and L2 controls the M2 engine. The two engines are constantly fed through a toy button. When a detector is illuminated, the corresponding motor stops. As the other engine still works, the toy turns in the direction of the illuminated sensor. The user has to point to the perceiver, which transmits a binary command on / off. A detector L4 suspends a wheel whose direction is evident, in order to facilitate rotation. The toy has optical sensors provided at the top with the engines. The user marches behind the toy projecting a beam of light accurately on a Perceiver, to transmit the stop order that puts off motorized wheel service. This will turn the toy towards the illuminated sensor side.
El juguete no detecta ni sigue un punto brillante proyectado sobre el suelo por el control óptico del usuario, hasta alcanzar su centro, a través de perceptores ópticos orientados hacia el suelo, que transmiten a los motores de propulsión y de dirección una orden de velocidad, proporcional a la intensidad del flujo de la traza captada por estos perceptores, y ello sin verse influidos por un entorno con fuerte luz ambiente.The toy does not detect or follow a point bright projected on the ground by the optical control of the user, until reaching its center, through optical sensors oriented to the ground, which transmit to the engines of propulsion and direction a speed order, proportional to the intensity of the trace flow captured by these perceivers, and This without being influenced by an environment with strong ambient light.
La patente norteamericana núm. 3.130.803 describe un vehículo que tiene dos perceptores ópticos orientados hacia el suelo, que entregan una orden proporcional al flujo óptico captado y, al menos, dos motores, con el fin de seguir una trayectoria materializada por una franja brillante. La señal óptica recibida en cada perceptor es incrementada directamente y alimentada al motor fin filtrarla, de forma que la velocidad de cada motor es proporcional a la intensidad de la luz ambiente y al área de difusión. La franja regula la trayectoria del juguete, pero no su velocidad. Así, el juguete no es controlado a distancia ópticamente, sino que sigue una trayectoria programada por la franja. Además, el juguete carece de sistema de control que sea insensible al nivel de la luz ambiente.U.S. Patent No. 3,130,803 describes a vehicle that has two oriented optical sensors towards the ground, which deliver an order proportional to the optical flow captured and at least two engines, in order to follow a trajectory materialized by a bright strip. Optical signal received at each receiver is directly increased and fed to the engine to filter it, so that the speed of each engine is proportional to the intensity of the ambient light and the area of diffusion. The fringe regulates the trajectory of the toy, but not its speed. Thus, the toy is not remotely controlled optically, It follows a path programmed by the strip. In addition, the toy lacks control system that is insensitive to the level of ambient light
La patente norteamericana núm. 42 32 865 describe un juguete móvil controlado a distancia mediante la emisión de un rayo de luz visible o de radiación infrarroja modulado por onda de impulsos sobre los perceptores del juguete orientados hacia arriba. El sistema de control transmite una señal (retardo entre dos impulsos). Ésta es tratada por el juguete como una orden para ponerse en marcha según una programación previa. El usuario marcha tras el juguete móvil para modificar su trayectoria. El juguete tiene un sistema de control remoto de los movimientos del juguete móvil motorizado, basado en una emisión de luz modulada recibida por perceptores orientados hacia arriba. Los movimientos responden a órdenes previamente programadas en intensidad y en retardo de tiempo, y no son movimiento progresivos que dependan del flujo óptico recibido, en una dirección relativa a la posición de la traza y al vehículo.U.S. Patent No. 42 32 865 describes a remote controlled mobile toy by issuing of a ray of visible light or infrared radiation modulated by impulse wave on toy perceivers oriented towards above. The control system transmits a signal (delay between two impulses). This is treated by the toy as an order for start up according to a previous schedule. The user marches after the mobile toy to modify its trajectory. The toy It has a remote control system for toy movements motorized mobile, based on a modulated light emission received by perceivers facing up. The movements respond to orders previously programmed in intensity and in delay of time, and they are not progressive movements that depend on the flow optical received, in a direction relative to the position of the trace and to the vehicle.
La patente británica publicada núm. GB1354676 describe un juguete interactivo constituido por perceptores que activan un sistema óptico, táctil y sonoro que establecen un sistema de control basado en, al menos, 2 motores.British Patent Published No. GB1354676 describes an interactive toy consisting of perceivers that they activate an optical, tactile and sound system that establish a system Control based on at least 2 engines.
La patente norteamericana núm. 34 06 481 describe un juguete con una rueda propulsora montada para orientarse en un eje vertical, que es orientada por la acción de un rayo modulado proyectado sobre, por lo menos, dos receptores fotoeléctricos fijados con este eje de giro. La rueda y los perceptores son orientados espontáneamente para equilibrar los flujos de radiación recibidos sobre ambos perceptores. Se trata de un juguete controlado a distancia ópticamente mediante un rayo modulado que, así, es diferenciado de la luz ambiente. Para cambiar la dirección del vehículo, es necesario cambiar la fuente de luz modulada. El juguete sigue automáticamente al usuario que lleva la fuente. El juguete no sigue una traza de luz en el suelo proyectada por un control remoto óptico que se apunte hacia el área a alcanzar. Un sistema direccional está constituido por dos perceptores fotovoltaicos activados por la acción de la diferencia de nivel entre las recepciones.U.S. Patent No. 34 06 481 describes a toy with a drive wheel mounted for orientation on a vertical axis, which is oriented by the action of lightning modulated projected on at least two receivers Photoelectric fixed with this axis of rotation. The wheel and the perceivers are spontaneously oriented to balance the radiation flows received on both perceivers. Is about a toy controlled optically by lightning modulated that, thus, is differentiated from ambient light. To change the direction of the vehicle, it is necessary to change the light source modulated The toy automatically follows the user who carries the source. The toy does not follow a trace of light on the projected floor by an optical remote control that points towards the area to be reached. A directional system consists of two perceivers photovoltaic activated by the level difference action Between the receptions.
De acuerdo con el invento, un niño puede utilizar un control manual como se ilustra en la figura 1. Este control emite un rayo óptico colimado que proyecta una traza sobre el suelo. La traza generada por este control indica la zona que debe alcanzar el vehículo motorizado. El vehículo detecta, sigue y alcanza la traza, por lo que el niño, simplemente, define la trayectoria que debe seguir el vehículo.According to the invention, a child can use a manual control as illustrated in figure 1. This control emits a collimated optical beam that projects a trace on soil. The trace generated by this control indicates the area that should Reach the motor vehicle. The vehicle detects, follows and reaches the trace, so the child simply defines the trajectory that the vehicle must follow.
De acuerdo con una primera realización
ilustrativa del invento, el vehículo comprende, al menos, dos
motores que accionan dos ruedas, una fuente autónoma de energía (por
ejemplo, pilas), que alimenta a un circuito electrónico para
controlar el motor, en el que este circuito electrónico recibe
información sobre la posición relativa de la traza. Este circuito
electrónico controla los motores para hacer avanzar el vehículo si
la traza se aleja en el eje del vehículo para hacerle girar en la
dirección lateral relativa que tome la
traza.According to a first illustrative embodiment of the invention, the vehicle comprises, at least, two motors that drive two wheels, an autonomous source of energy (for example, batteries), which feeds an electronic circuit to control the engine, in which This electronic circuit receives information about the relative position of the trace. This electronic circuit controls the motors to advance the vehicle if the trace moves away on the vehicle's axis to make it rotate in the relative lateral direction that the vehicle takes.
trace
En otra realización ilustrativa del presente invento, la traza proyectada sobre el extremo trasero del vehículo controla un movimiento hacia atrás y, luego, un giro completo del vehículo. Los perceptores, que entregan información sobre la posición relativa de la traza a los circuitos electrónicos, son de naturaleza optoelectrónica. Estos perceptores detectan la dirección angular relativa de la traza.In another illustrative embodiment of the present invention, the trace projected on the rear end of the vehicle controls a backward movement and then a complete turn of the vehicle. The recipients, who provide information on the relative position of the trace to the electronic circuits, are of optoelectronic nature. These perceivers detect the address relative angular of the trace.
El circuito electrónico influye sobre los motores para mantener la posición de la traza constante y por delante del vehículo. Gracias a ello, el juguete sigue a la traza. Los perceptores son, por ejemplo, fotodiodos sensibles a la luz, por ejemplo a la luz visible, en la banda de frecuencia de la traza. Los perceptores detectan una traza situada en un cono de recepción orientado hacia ellos, detectan la parte de la traza que se difunde en este cono de recepción y generan una señal eléctrica, una corriente, por ejemplo, proporcional al flujo detectado en este cono. El circuito electrónico trata las corrientes alimentadas por los perceptores y genera, en consecuencia, las corrientes para los controles de los motores.The electronic circuit influences the engines to keep the position of the trace constant and by in front of the vehicle Thanks to this, the toy continues to trace. Perceptors are, for example, light sensitive photodiodes, for example in visible light, in the frequency band of the trace. The perceivers detect a trace located in a receiving cone oriented towards them, they detect the part of the trace that is spread in this receiving cone and generate an electrical signal, a current, for example, proportional to the flow detected in this cone. The electronic circuit treats the currents fed by the recipients and generates, consequently, the currents for the Engine controls
De acuerdo con el presente invento, la corriente para el control de los motores es proporcional a las corrientes entregadas por los diodos, actuando el tratamiento como una amplificación. De acuerdo con una realización ilustrativa del invento, optimizada en cuanto a la sensibilidad y a la distancia a la que se detecta la traza, la luz ambiente, natural y artificial, se eliminan por filtrado electrónico.In accordance with the present invention, the current for motor control it is proportional to the currents delivered by the diodes, the treatment acting as a amplification. According to an illustrative embodiment of invention, optimized in terms of sensitivity and distance to the one that the trace is detected, the ambient, natural and artificial light, They are removed by electronic filtering.
La luz ambiente artificial se caracteriza por una frecuencia específica de 100 Hz o 120 Hz, como ejemplo, resultante de las modulaciones de 50 Hz o 60 Hz de la red doméstica de suministro eléctrico. La luz ambiente natural es casi constante.Artificial ambient light is characterized by a specific frequency of 100 Hz or 120 Hz, as an example, resulting from the 50 Hz or 60 Hz modulations of the home network Power supply Natural ambient light is almost constant.
Si los perceptores tienen una respuesta de frecuencia rápida, particularmente como los fotodiodos, entonces puede realizarse un filtrado para enmascarar el impacto de la luz ambiente y de la modulación de 100 Hz o 120 Hz y, así, discriminar la traza. Una modulación de amplitud del rayo a, por ejemplo, 3 kHz, está particularmente adaptada para un filtrado en recepción de la misma frecuencia de 3 kHz. De acuerdo con el presente invento, dicho filtrado asegura una elevada sensibilidad a la detección de la traza en el campo de los perceptores, a pesar de la existencia de luz natural y artificial. Esta sensibilidad es necesaria, de forma que el rayo y la traza puedan ser detectados a pesar de su baja potencia. La seguridad para la vista impone el uso de un rayo de muy baja potencia, de 0,01 mW como máximo. Con una potencia así, la potencia de la traza es mucho menor que la del flujo de luz ambiente.If the recipients have an answer from fast frequency, particularly like photodiodes, then filtering can be performed to mask the impact of light ambient and modulation of 100 Hz or 120 Hz and thus discriminate trace. A lightning amplitude modulation at, for example, 3 kHz, It is particularly adapted for filtering in reception of the same frequency of 3 kHz. In accordance with the present invention, said filtering ensures high sensitivity to trace detection in the field of perceivers, despite the existence of light natural and artificial. This sensitivity is necessary, so that lightning and trace can be detected despite its low power. Safety for sight imposes the use of a very lightning bolt. low power, 0.01 mW maximum. With such power, the trace power is much less than that of light flow ambient.
La Figura 1 es una vista en sección transversal de un mando óptico de control remoto.Figure 1 is a cross-sectional view. of an optical remote control.
La Figura 2 ilustra un ejemplo de un circuito electrónico para el mando de control remoto de la Figura 1.Figure 2 illustrates an example of a circuit electronic for the remote control of Figure 1.
La Figura 3 ilustra la modulación por impulsos de la luz emitida por el mando de control remoto de la Figura 1.Figure 3 illustrates pulse modulation of the light emitted by the remote control of Figure 1.
La Figura 4 muestra el espectro de frecuencia de la modulación de la luz de la Figura 3.Figure 4 shows the frequency spectrum of the light modulation of Figure 3.
La Figura 5 muestra una primera realización ilustrativa de la mecánica de un automóvil controlado con el mando óptico de control remoto de la Figura 1.Figure 5 shows a first embodiment illustrative of the mechanics of a car controlled by the remote optical remote control of Figure 1.
La Figura 6 es una vista esquemática de la electrónica de tratamiento del automóvil de la Figura 5.Figure 6 is a schematic view of the car treatment electronics of Figure 5.
La Figura 7 ilustra la señal alimentada por el perceptor y la señal para activar el motor.Figure 7 illustrates the signal fed by the sensor and signal to activate the engine.
La Figura 8 representa un espectro del filtro de paso de banda de la electrónica de tratamiento.Figure 8 represents a spectrum of the filter of Bandpass of the treatment electronics.
La Figura 9 es un esquema completo de la mecánica del automóvil.Figure 9 is a complete outline of the car mechanics
La Figura 10 ilustra la electrónica de tratamiento para el automóvil de la Figura 9.Figure 10 illustrates the electronics of car treatment of Figure 9.
La Figura 11 ilustra una sección transversal del automóvil de la Figura 9.Figure 11 illustrates a cross section of the car of Figure 9.
La Figura 12 ilustra la modulación de la luz de un diodo.Figure 12 illustrates the light modulation of a diode
La Figura 13 muestra la electrónica correspondiente para modular la luz.Figure 13 shows the electronics corresponding to modulate the light.
La Figura 14 ilustra una configuración para percibir y tratar la modulación de la luz.Figure 14 illustrates a configuration for perceive and treat the modulation of light.
La Figura 15 ilustra señales ilustrativas de los perceptores y la señal PWM (modulada en anchura de impulsos) para los motores.Figure 15 illustrates illustrative signs of sensors and the PWM signal (pulse width modulation) for the engines.
La Figura 16 ilustra otra realización ilustrativa para el control óptico a distancia de automóviles.Figure 16 illustrates another embodiment Illustrative for remote optical control of cars.
La Figura 17 muestra una combinación de circuito alternativa para tratar una señal.Figure 17 shows a circuit combination Alternative to treat a signal.
La Figura 18 muestra la generación de una traza.Figure 18 shows the generation of a trace
Las Figuras 19 y 20 muestran otra realización ilustrativa de partes optoelectrónicas.Figures 19 and 20 show another embodiment Illustrative of optoelectronic parts.
La Figura 21 es una vista en planta de una traza a distancias largas y cortas.Figure 21 is a plan view of a trace over long and short distances.
La Figura 22 es una vista lateral en perspectiva
de un vehículo con perceptores que reciben informa-
ción.Figure 22 is a side perspective view of a vehicle with sensors receiving information.
tion.
En la Figura 1 se ilustra un mando de control remoto óptico. El mando de control remoto óptico comprende al menos una pila 15 para funcionar de manera autónoma, un diodo transmisor 13, una lente colimadora 12 y un interruptor 16. El diodo 13 puede emitir en el espectro visible, por ejemplo en el rojo. También son apropiados el azul, verde, amarillo o blanco; por ejemplo, la radiación infrarroja también es aplicable en casos en que no se necesite ver el rayo. El diodo 13, situado aproximadamente en el punto focal de la lente 12, emite un haz que es concentrado en forma de rayo paralelo que proyecta una traza a unos pocos metros.A control knob is illustrated in Figure 1 optical remote The optical remote control command comprises at least a battery 15 to operate autonomously, a transmitter diode 13, a collimating lens 12 and a switch 16. The diode 13 can emit in the visible spectrum, for example in red. They are also appropriate blue, green, yellow or white; for example the infrared radiation is also applicable in cases where it is not Need to see the lightning. Diode 13, located approximately in the focal point of the lens 12, emits a beam that is concentrated in shape parallel beam that projects a trace a few meters.
Una realización ilustrativa del presente invento protege al usuario contra cualquier riesgo de deslumbramiento al garantizar que el rayo solamente puede emitirse en dirección al suelo. En esta realización ilustrativa, el circuito de fuente de alimentación del diodo 13 es cerrado mediante un contactor sensible a la inclinación o a la gravedad, como un contactor 17 de bola. El contacto se cierra tan pronto como se inclina hacia abajo el mando de control remoto. Por tanto, es improbable que se pueda mirar el rayo directamente. Tal versión del mando de control está optimizada en cuanto a su ergonomía y su autonomía merced a una versión condicionada. Las pilas 15 no pueden ser sometidas a un uso inoportuno.An illustrative embodiment of the present invention protects the user against any risk of glare ensure that lightning can only be emitted in the direction of ground. In this illustrative embodiment, the source circuit of diode power 13 is closed by a sensitive contactor to inclination or gravity, like a ball contactor 17. He contact closes as soon as the knob is tilted down Remote control Therefore, it is unlikely that the lightning directly. Such version of the control knob is optimized in terms of ergonomics and autonomy thanks to a version conditioned. The batteries 15 cannot be put to use inopportune.
De acuerdo con otra realización ilustrativa del presente invento, optimizada en cuanto a sensibilidad, la intensidad del diodo es modulada por la acción de un circuito 14 modulador oscilador.According to another illustrative embodiment of present invention, optimized in terms of sensitivity, intensity of the diode is modulated by the action of a modulator circuit 14 oscillator.
La Figura 2 representa esquemáticamente un ejemplo de realización de este circuito, mostrando la Figura 3 la señal de salida de este circuito y la Figura 4 el espectro correspondiente. En el elemento 24 de la figura 2 el modulador está formado, por ejemplo, por un circuito oscilador del tipo 555, regulado mediante dos resistencias R1 y R2 y un condensador C1 que determinan la frecuencia de oscilación. Una frecuencia de 3 kHz es, por ejemplo, no exclusiva.Figure 2 schematically represents a example of embodiment of this circuit, showing Figure 3 the output signal of this circuit and Figure 4 the spectrum correspondent. In element 24 of figure 2 the modulator is formed, for example, by an oscillator circuit of type 555, regulated by two resistors R1 and R2 and a capacitor C1 that They determine the frequency of oscillation. A frequency of 3 kHz is, For example, not exclusive.
Como elemento 23 en la figura 2, se representa
el diodo transmisor electroluminiscente controlado por un
transistor MOS M1, el elemento 27 ilustra el contactor de bola que
cierra el contacto al inclinarlo hacia el suelo, el elemento 26
representa el contactor de potenciómetro que cierra el circuito y
controla el nivel medio del rayo y el elemento 25 designa las
pi-
las.As element 23 in Figure 2, the electroluminescent transmitter diode controlled by a MOS transistor M1 is shown, element 27 illustrates the ball contactor that closes the contact when tilting it towards the ground, element 26 represents the potentiometer contactor that closes the circuit and controls the average level of the beam and element 25 designates the
the.
La intensidad de la luz varía proporcionalmente a la presión ejercida sobre el gatillo 16, en la figura 1, y 26, en la figura 2.The intensity of the light varies proportionally at the pressure exerted on the trigger 16, in Figure 1, and 26, in Figure 2
La figura 3 ilustra la intensidad luminosa instantánea emitida por el control dotado del modulador 24. Es modulada como una onda cuadrada a una frecuencia de 3 kHz como se ilustra en el espectro correspondiente en la figura 4.Figure 3 illustrates the light intensity snapshot emitted by the control equipped with modulator 24. It is modulated as a square wave at a frequency of 3 kHz as illustrated in the corresponding spectrum in figure 4.
La figura 5 muestra una realización ilustrativa del vehículo controlado con tal mando de control remoto. El vehículo comprende, al menos, dos diodos receptores 56 y 57 situados en las esquinas en el frente o en el interior del habitáculo, tras las ventanillas, una fuente autónoma de energía, como una pila 59, dos motores eléctricos independientes, 54 y 56, cada uno de los cuales controla una rueda 52 y un circuito electrónico 58 de tratamiento.Figure 5 shows an illustrative embodiment of the vehicle controlled with such a remote control. He vehicle comprises at least two receiving diodes 56 and 57 located at the corners in the front or inside the cabin, after the windows, an autonomous source of energy, such as a 59 battery, two independent electric motors, 54 and 56, each of the which controls a wheel 52 and an electronic circuit 58 of treatment.
El motor 54 recibe una corriente o tensión de control que es proporcional a la intensidad de la luz recibida en el diodo 57, siendo esta intensidad la resultante de la presencia de una fracción de la traza en el campo óptico de este perceptor.Motor 54 receives a current or voltage from control that is proportional to the intensity of the light received in the diode 57, this intensity being the result of the presence of a fraction of the trace in the optical field of this perceiver.
El motor 55 recibe una corriente o tensión de control que es proporcional a la intensidad de la luz recibida en el diodo 56, siendo esta intensidad la resultante de la presencia de una fracción de la traza en el campo óptico de este perceptor. De acuerdo con el invento, este automatismo de compensación permite que el vehículo siga a la traza.Motor 55 receives a current or voltage from control that is proportional to the intensity of the light received in the diode 56, this intensity being the result of the presence of a fraction of the trace in the optical field of this perceiver. From According to the invention, this automatic compensation allows The vehicle continues to trace.
Una realización ilustrativa, no exclusiva, del invento, comprende un circuito de tratamiento como se ha descrito en la figura 6. En una primera versión, el circuito solamente comprende los elementos 61, 65 y 66. El elemento 61 representa uno de los dos diodos receptores, que genera una corriente proporcional a la intensidad de la luz recibida, y el elemento 65 representa el motor del lado opuesto. Éste es recorrido por una corriente proporcional al voltaje de mando de su transistor de control M1. El voltaje de mando es proporcional a la corriente alimentada por 61 en la resistencia R14. El motor Md del elemento 65 es controlado, así, proporcionalmente a la luz recibida en el diodo 1, proporcionando la fuente 66, una pila, el voltaje V1.An illustrative, non-exclusive embodiment of invention, comprises a treatment circuit as described in figure 6. In a first version, the circuit only it comprises elements 61, 65 and 66. Element 61 represents one of the two receiving diodes, which generates a proportional current at the intensity of the light received, and element 65 represents the opposite side motor. This is traveled by a stream proportional to the control voltage of its control transistor M1. He control voltage is proportional to the current fed by 61 in resistance R14. The Md motor of element 65 is controlled as well, proportionally to the light received on diode 1, providing the Source 66, a battery, the voltage V1.
En otra realización ilustrativa, un preamplificador de corriente 62 aumenta la sensibilidad del receptor. Esto se consigue, por ejemplo, mediante un transistor bipolar Q8.In another illustrative embodiment, a current preamplifier 62 increases the sensitivity of the receiver. This is achieved, for example, by a transistor. Bipolar Q8.
En otra realización ilustrativa, solamente es amplificada la luz modulada a la frecuencia de modulación de la traza, por ejemplo 3 kHz, si esa es la frecuencia de modulación del control remoto. La discriminación se consigue mediante un filtro fijado para esta frecuencia en el elemento 63, un filtro con una estructura "Rauch" cuya banda y ganancia son reguladas por la resistencia R1 en relación con el condensador C1, C2, la resistencia R6 y, finalmente, el amplificador operacional U1.In another illustrative embodiment, it is only amplified the modulated light to the modulation frequency of the trace, for example 3 kHz, if that is the modulation frequency of the remote control. Discrimination is achieved through a filter set for this frequency in element 63, a filter with a "Rauch" structure whose band and gain are regulated by the resistance R1 in relation to capacitor C1, C2, the resistance R6 and finally the operational amplifier U1.
En otra realización, un segundo nivel 64 de filtrado rechaza la frecuencia de la luz artificial, por ejemplo, 50 Hz, mediante un simple filtrado de pasa-altos constituido por R15 y C6; rectifica las señales a la única frecuencia de 3 kHz con ayuda del diodo D2 y, finalmente, compara la tensión Vs con un valor de umbral Vref. A partir de esta comparación se obtiene una señal de onda cuadrada denominada proporcional PWM, que es una señal de control tradicional para un variador de motor sin pérdida de carga.In another embodiment, a second level 64 of filtered rejects the frequency of artificial light, for example, 50 Hz, by simple high-pass filtering constituted by R15 and C6; rectify the signals to the only 3 kHz frequency with the help of diode D2 and finally compare the voltage Vs with a threshold value Vref. From this comparison a square wave signal called proportional PWM is obtained, which is a traditional control signal for a motor drive without loss of load.
El principio se explica, también, en la figura 7, que ilustra la señal de control PWM (VM1g) que tiene impulsos que aumentan de anchura a medida que la amplitud de la señal modulada, amplificada y filtrada (VD2:2) supera el valor de Vref (VR17:2). Esta señal de control PWM proporcional es generada por el comparador amplificador U2, que compara Vs con Vref.The principle is also explained in the figure 7, which illustrates the PWM control signal (VM1g) that has pulses that increase in width as the signal amplitude modulated, amplified and filtered (VD2: 2) exceeds the value of Vref (VR17: 2). This proportional PWM control signal is generated by the U2 amplifier comparator, which compares Vs with Vref.
Merced a esta combinación, se consigue un control proporcional del motor con una pérdida todo lo pequeña que es posible lograr, compatible con pilas de autonomía optimizada y una débil disipación por pérdidas térmicas en el transistor M1.Thanks to this combination, you get a proportional control of the engine with a loss as small as it is possible to achieve, compatible with batteries of optimized autonomy and a weak dissipation due to thermal losses in transistor M1.
El factor de calidad del filtrado, ilustrado en la figura 8, muestra que solamente se tiene en cuenta la señal modulada a 3 kHz de la luz recibida en 61. Así, la luz del día, que es de naturaleza continua, y la iluminación eléctrica (100 Hz o 120 Hz) carecen de efecto sobre los motores, por lo que el control del juguete es sensible e indiferente a las perturbaciones debidas a la luz ambiente.The filtering quality factor, illustrated in Figure 8 shows that only the signal is taken into account modulated at 3 kHz of the light received at 61. Thus, daylight, which It is of a continuous nature, and electric lighting (100 Hz or 120 Hz) have no effect on the motors, so the control of the Toy is sensitive and indifferent to disturbances due to the ambient light.
Cualquier combinación de componentes 62, 63 y 64 resulta adecuada y cae dentro del marco del invento. Los elementos 61, 65 y 66 pueden ser esenciales y sistemáticos. Se ha descrito así una primera realización del invento que tiene varias versiones que admiten una mayor sofisticación y ofrecen mejores rendimientos.Any combination of components 62, 63 and 64 It is adequate and falls within the scope of the invention. The elements 61, 65 and 66 can be essential and systematic. It has been described like this a first embodiment of the invention having several versions that They admit greater sophistication and offer better returns.
En esta realización, el vehículo solamente se
mueve hacia delante o gira; por tanto, en caso de un error de
conducción, puede ser bloqueado por un obstáculo. Una realización
alternativa del invento incluye un control de marcha atrás, que
puede ser mandado ópticamente con uno o dos perceptores
fotoeléctricos adicionales. Esto se ilustra en la figura 9, siendo
los diodos 910 y 911 los que mandan la marcha
atrás.In this embodiment, the vehicle only moves forward or turns; therefore, in case of a driving error, it can be blocked by an obstacle. An alternative embodiment of the invention includes a reverse control, which can be optically commanded with one or two additional photoelectric sensors. This is illustrated in Figure 9, with diodes 910 and 911 being the ones leading the march.
behind.
En caso de que solamente un diodo controle la marcha atrás, de acuerdo con el invento, la presencia del rayo en el campo del receptor dirigido sobre el extremo trasero del vehículo, superpone una corriente que es proporcional al flujo de radiación detectado, a la corriente de los dos motores 904 y 905. Estas corrientes se superponen linealmente a las corrientes resultantes de los flujos captados en los diodos delanteros.In case only one diode controls the reverse, according to the invention, the presence of lightning in the receiver field directed on the rear end of the vehicle, superimposes a current that is proportional to the radiation flow detected, to the current of the two engines 904 and 905. These currents linearly overlap the currents resulting from the flows captured in the front diodes.
En caso de que haya dos diodos 910 y 911 realizando la percepción en la zona trasera, entonces los motores son controlados, por ejemplo, de la siguiente forma:In case there are two 910 and 911 diodes performing the perception in the rear area, then the engines They are controlled, for example, as follows:
- el motor 905 avanza de acuerdo con el flujo recibido por el diodo 905 y retrocede de acuerdo con el flujo recibido por el 911,the 905 engine advances according to the flow received by diode 905 and recedes according to the flow received by 911,
- el motor 904 avanza de acuerdo con el flujo recibido por el diodo 907 y retrocede de acuerdo con el flujo recibido por el 910.the 904 engine advances according to the flow received by diode 907 and recedes according to the flow received by 910.
Merced a este proceso, el vehículo no se mantiene mirando hacia el rayo sino, exactamente, bajo él, ya que los motores son activados para encontrar un equilibrio correspondiente a una corriente de control cero. Solamente la posición centrada del vehículo garantiza este equilibrio. A través de este proceso ergonómico, el vehículo es guiado por la luz en todas direcciones, incluso hacia atrás. Maniobra automáticamente para encontrar la dirección correcta.Thanks to this process, the vehicle is not keeps looking towards the beam but, exactly, under it, since the engines are activated to find a balance corresponding to a zero control current. Only the centered position of the vehicle guarantees this balance. Through of this ergonomic process, the vehicle is guided by light in All directions, even backwards. Maneuver automatically to find the right address
La Figura 10 representa una realización ilustrativa del control electrónico 908 de la figura 9.Figure 10 represents an embodiment illustrative of the electronic control 908 of Figure 9.
M en la figura 10 es el motor 905 de la figura 9 y 1001 en la figura 10 es el diodo 906 de la figura 9, y 1011 en la figura 10 es el diodo 911 de la figura 9. Solamente las etapas 1005 y 1015 de la figura 10 están adaptadas, de acuerdo con el principio de los puentes H del control del motor.M in figure 10 is the engine 905 of figure 9 and 1001 in figure 10 is diode 906 of figure 9, and 1011 in Figure 10 is diode 911 of Figure 9. Only stages 1005 and 1015 of Figure 10 are adapted, in accordance with the principle of the bridges H of the motor control.
Este principio está adaptado, en particular, a la superposición de los controles de avance/retroceso, que se anulan y se diferencian por sí mismos sin conflicto alguno. El motor reacciona de acuerdo con la diferencia de las señales generadas por cada cadena de amplificación. Los elementos 1002, 1003, 1004, 1012, 1013 y 1014 pueden ser opcionales. El vehículo, de acuerdo con el invento, puede representar cualquier tipo de juguete. Tradicionalmente, puede simular un automóvil, creándose un automóvil controlado ópticamente a distancia. El vehículo también puede consistir en una figura, un animal, etc. Por ejemplo, puede adoptar la forma de un ratón gris, guiado por un rayo de radiación infrarroja.This principle is adapted, in particular, to overlapping the forward / reverse controls, which are canceled and they differ by themselves without any conflict. The motor reacts according to the difference of the signals generated by Each amplification chain. The elements 1002, 1003, 1004, 1012, 1013 and 1014 may be optional. The vehicle, according to the invention, can represent any type of toy. Traditionally, it can simulate a car, creating a car optically controlled remotely. The vehicle can also consist of a figure, an animal, etc. For example, you can adopt the shape of a gray mouse, guided by a radiation beam infrared
Tal principio de control remoto puede consistir en un mecanismo de arrastre, simple y directo, sin puntos duros. Los sistemas de motor con reductor no se prestan, de por sí, correctamente al uso esperado, debido a las inercias y a las holguras correspondientes. Por supuesto, los controles se ven penalizados por cualquier inercia, rozamiento o punto duro. Asimismo, de acuerdo con el invento, se recomienda un mecanismo simplificado, de acuerdo con el principio ilustrado en la figura 11.Such principle of remote control may consist in a drag mechanism, simple and direct, without hard points. The motor systems with gearboxes do not lend themselves correctly to the expected use, due to inertia and corresponding clearances. Of course, the controls look penalized for any inertia, friction or hard point. Also, according to the invention, a mechanism is recommended simplified, according to the principle illustrated in the figure eleven.
Un motor 114 en miniatura alimentado con corriente continua, o similar, por ejemplo, un "vibrador de teléfono" comprende, en su eje, un manguito 115 hecho de material elástico y adherente. Un eje trasero 112 comprende dos ruedas libres montadas en un mismo eje y cubiertas hechas de material elástico y adherente. Un eje delantero 113 comprende dos ruedas libres en un mismo eje y cubiertas de material rígido y deslizante. El manguito arrastra la rueda 112, que gira libremente en su eje. El eje de la rueda 112 es guiado verticalmente y con holgura. El peso del vehículo hace que el manguito 115 descanse sobre la cubierta 112. Como se ilustra, la rotación del manguito en el sentido de la flecha provoca un acoplamiento automático que refuerza el efecto de accionamiento. Además, el motor no se aplica directamente con la rueda, sino que solamente se acopla cuando gira y, por tanto, está protegido contra choques.A miniature 114 engine powered by direct current, or similar, for example, a "vibrator of telephone "comprises, on its axis, a sleeve 115 made of material elastic and adherent. A rear axle 112 comprises two free wheels mounted on the same axis and covers made of elastic material and adherent. A front axle 113 comprises two freewheels in a same shaft and covers made of rigid and sliding material. Cuff drag the wheel 112, which rotates freely on its axis. The axis of the Wheel 112 is guided vertically and with clearance. The weight of vehicle causes sleeve 115 to rest on cover 112. As illustrated, the rotation of the sleeve in the direction of the arrow causes an automatic coupling that reinforces the effect of drive In addition, the engine is not applied directly with the wheel, but only engages when it rotates and therefore is protected against shocks.
La dirección en que se desplaza el vehículo viene determinada por las velocidades relativas de las dos ruedas traseras, resbalando lateralmente las ruedas delanteras durante el giro. El sistema descrito en lo que antecede sustituye ventajosamente el grupo de piñones incorporados en la actualidad en los automóviles con control remoto.The direction in which the vehicle is traveling is determined by the relative speeds of the two wheels rear, sliding the front wheels laterally during the turn. The system described above replaces advantageously the group of sprockets currently incorporated in Cars with remote control.
Pueden utilizarse diodos electroluminiscentes de gran luminosidad y gran calidad óptica, tales como los diodos rojos HLMP-EGL5-RV000 de la firma Agilent. Colimados mediante una lente de 4 cm de diámetro y una distancia focal de 10 cm, crean un rayo muy preciso y proyectan una traza de 5 cm a 3 metros. El modelo SLID 70 BG2A o el modelo SLID 70 C2A de la firma Silonex, pueden constituir los fotodiodos Un ejemplo de amplificador adaptado lo constituye el fabricado por la Microchip Company con la referencia MCP6021SN, del tipo BIMOS. Finalmente, la fuente de alimentación para el vehículo puede comprender una sola pila, asociada con un elevador regulador de tensión del tipo establecido, como el de la marca Maxim, con la referencia max856. Por ejemplo, el transistor MOS puede ser un FDN335n. El modulador puede ser el modelo NE555P.Electroluminescent diodes of high brightness and high optical quality, such as red diodes HLMP-EGL5-RV000 from Agilent. Collimated by a 4 cm diameter lens and a distance 10 cm focal length, create a very precise beam and project a trace of 5 cm to 3 meters. The SLID 70 BG2A model or the SLID 70 C2A model of the Silonex signature, may constitute photodiodes An example of adapted amplifier is made by the Microchip Company with the reference MCP6021SN, type BIMOS. Finally the power supply for the vehicle can comprise only one battery, associated with a voltage regulator lift of the type established, like the Maxim brand, with the reference max856. For example, the MOS transistor can be an FDN335n. The modulator It can be the NE555P model.
En lugar del diodo electroluminiscente 13 de la figura 1, puede utilizarse un diodo láser de bajo nivel de transmisión, por seguridad de los niños. Una realización ilustrativa puede estar relacionada con la optimización del filtrado óptico realizado mediante un control que emita un rayo de radiación infrarroja modulada y mediante receptores de control remoto integrados y económicos que solamente reciban la luz infrarroja modulada que puedan generar directamente una señal de salida para el control de los motores, del tipo PWM, cuya anchura aumente con la proximidad de la traza.Instead of the electroluminescent diode 13 of the Figure 1, a low level laser diode of transmission, for the safety of children. An illustrative embodiment may be related to optical filtering optimization performed through a control that emits a radiation beam Modulated infrared and by remote control receivers integrated and economical that only receive infrared light modulated that can directly generate an output signal for the motor control, of the PWM type, whose width increases with the proximity of the trace.
Otra ventaja de esta realización ilustrativa es que puede utilizar receptores de control remoto constituidos por componentes estándar integrados, de tipo industrial, empleados por ejemplo para el control remoto de receptores de televisión. Son eficaces aún cuando la luz ambiente sea fuerte, tienen un gran alcance y consumen poca energía. De acuerdo con esta realización ilustrativa del invento, el rayo de control de radiación infrarroja colimado tiene una longitud de onda de unos 950 nm, que corresponde a la sensibilidad máxima de los receptores de infrarrojos.Another advantage of this illustrative embodiment is that you can use remote control receivers consisting of integrated standard components, industrial type, used by Example for remote control of television receivers. They are effective even when the ambient light is strong, they have a great reach and consume little energy. In accordance with this embodiment Illustrative of the invention, the infrared radiation control beam collimated has a wavelength of about 950 nm, which corresponds to the maximum sensitivity of the infrared receivers.
De acuerdo con esta alternativa, el rayo de control es modulado a una frecuencia de unos 30 a 50 kHz, que es la banda de frecuencia usualmente empleada para los controles con infrarrojos. La potencia de esta modulación transmite una señal. Las dos señales moduladas se ilustran en la figura 12.According to this alternative, the ray of control is modulated at a frequency of about 30 to 50 kHz, which is the frequency band usually used for controls with infrared The power of this modulation transmits a signal. The Two modulated signals are illustrated in Figure 12.
La potencia instantánea Ic del rayo de radación infrarroja es igual al producto de una señal más o menos triangular 121, que tiene una frecuencia de unos pocos kilohertzios, y de una portadora 122, cuya frecuencia es de 30 a 50 kHz, generada por un operador conocido como modulador 123.The instantaneous power Ic of the radación ray infrared is equal to the product of a more or less triangular signal 121, which has a frequency of a few kilohertz, and a carrier 122, whose frequency is 30 to 50 kHz, generated by a operator known as modulator 123.
La corriente de control del diodo D2 de infrarrojos, de acuerdo con este principio, es generada según un ejemplo económico de equipo electrónico ilustrado en la figura 13 por el circuito integrado X1, por ejemplo, un NE555, que constituye un oscilador cuya señal de salida X1-3 es una señal de onda cuadrada cuya frecuencia viene determinada por las resistencias R1 y R2 combinadas con el condensador C1. Esta señal de salida controla un transistor alisador de corriente M1. La señal de modulación es generada por otro oscilador X2 en combinación con sus componentes asociados.The control current of diode D2 of infrared, according to this principle, is generated according to a economic example of electronic equipment illustrated in figure 13 by the integrated circuit X1, for example, a NE555, which constitutes an oscillator whose output signal X1-3 is a signal square wave whose frequency is determined by the resistors R1 and R2 combined with capacitor C1. This sign of output controls a current smoothing transistor M1. The signal of modulation is generated by another oscillator X2 in combination with its associated components.
La tensión básica del transistor bipolar Q2 restaura la forma de la señal triangular, 42 asociada con R3 constituye una fuente de alimentación de corriente variable, alisada por M1, que controla la corriente en el diodo D2. La resistencia R7 determina la duración del estado con valor alto de la señal, R6 determina la duración de la fase de descenso, viniendo fijada la pendiente de ésta por la combinación de los elementos C3, R4 y Q2. La resistencia R4 fija la duración de la extinción del diodo al final del triángulo. Este generador crea la señal de la figura 15, que representa un ejemplo, no exclusivo, de la señal de control.The basic voltage of the bipolar transistor Q2 restores the shape of the triangular signal, 42 associated with R3 constitutes a power supply of variable current, smoothed by M1, which controls the current in diode D2. R7 resistance determines the duration of the state with high signal value, R6 determines the duration of the descent phase, being fixed the This is pending due to the combination of elements C3, R4 and Q2. The resistance R4 sets the duration of the extinction of the diode at end of the triangle This generator creates the signal in Figure 15, which represents an example, not exclusive, of the control signal.
De acuerdo con el invento, el receptor de control remoto por infrarrojos integra varias funciones en una sola caja, como los siguientes componentes y funciones ilustrados en la figura 14. El elemento 141 el diodo receptor de infrarrojos, el elemento 142 un preamplificador, el elemento 143 un amplificador limitador, el elemento 144 un filtro de paso de banda, el elemento 145 un desmodulador rectificador, el elemento 146 un integrador, el elemento 147 un comparador y, el elemento 148 un excitador de salida lógico que entrega Vsalida, siendo la señal inversa de Vsalida la salida del comparador.According to the invention, the receiver of infrared remote control integrates several functions into one box, such as the following components and functions illustrated in the Figure 14. Element 141 the infrared receiver diode, the element 142 a preamp, element 143 an amplifier limiter, element 144 a bandpass filter, the element 145 a rectifier demodulator, element 146 an integrator, the element 147 a comparator and, element 148 an output exciter logical that delivers Vsalida, being the reverse signal of Vsalida the comparator output
El filtro 144 de paso de banda está centrado en la frecuencia de modulación elevada, usualmente entre 30 y 50 kHz, en la salida del modulador rectificador 145 y, después del filtrado integrador en 146, el proceso reconstituye la señal de modulación 121 de forma pseudo-triangular y con una frecuencia de 1 kHz, afectada por un coeficiente de atenuación k que es el resultado de la distancia existente entre la traza y el receptor. El comparador 147 compara el nivel de la señal rectificada con un voltaje de referencia Vref y controla el nivel lógico de la salida Vsalida.The bandpass filter 144 is centered on high modulation frequency, usually between 30 and 50 kHz, at the output of rectifier modulator 145 and, after filtering integrator in 146, the process reconstitutes the modulation signal 121 pseudo-triangular and with a frequency of 1 kHz, affected by an attenuation coefficient k which is the result of the distance between the trace and the receiver. He comparator 147 compares the level of the rectified signal with a reference voltage Vref and controls the logic level of the output Valid
La figura 15 ilustra las diversas señales k, Ic, Vref y Vsalida, primero con una traza situada siendo k pequeño y, luego, con una traza más próxima, siendo k mayor. Este proceso genera, de acuerdo con el invento, el equivalente del tratamiento de la cadena completa ilustrada en la figura 5, integrada en un único componente.Figure 15 illustrates the various signals k, Ic, Vref and Vsalida, first with a trace located being small and, then, with a trace closer, being greater k. This process generates, according to the invention, the equivalent of the treatment of the complete chain illustrated in figure 5, integrated into a single component.
Entrega una indentación PWM cuya anchura aumenta con la proximidad de la traza. La duración del estado con nivel alto de la señal, ajustada por R7, es la duración mínima del impulso PWM que permite que los motores arranquen. Merced a este ajuste óptimo, el impulso PWM correspondiente a la detección de la traza a la máxima distancia, hace que el motor se ponga en marcha sin pasar por un punto muerto. A medida que la traza se aproxima, aumenta la anchura del impulso y, por tanto, la aceleración.Deliver a PWM indentation whose width increases with the proximity of the trace. The duration of the state with high level of the signal, adjusted by R7, is the minimum duration of the PWM pulse which allows the engines to start. Thanks to this optimal setting, the PWM pulse corresponding to the trace detection at the maximum distance, makes the engine start without going through a stalemate As the trace approaches, the pulse width and, therefore, acceleration.
La resistencia R4 determina la ausencia de retardo de la señal en cada período. El respetar un retardo mínimo es preponderante para los receptores de las tres firmas citadas porque, sin este retardo, el valor lógico Vsalida se invierte por sí solo cuando el rayo satura el receptor, lo que origina el fallo del control.The resistance R4 determines the absence of Signal delay in each period. Respect a minimum delay It is preponderant for the recipients of the three firms mentioned because, without this delay, the logical value Vsalida is inverted by itself only when the beam saturates the receiver, which causes the failure of the control.
El comportamiento de este equipo se mejora si se utiliza una portadora y un rayo de infrarrojos para los siguientes parámetros:The behavior of this equipment is improved if use a carrier and an infrared ray for the following parameters:
- insensibilidad a la luz ambiente, natural y artificial,- insensitivity to ambient, natural and artificial,
- sensibilidad a un rayo de control de muy baja potencia.- sensitivity to a control beam of very low power.
La luz ambiente es filtrada por la caja del componente que solamente deja pasar radiación infrarroja de unos 950 nm, por ejemplo, y las variaciones del nivel de la luz ambiente en las frecuencias de 30 a 50 kHz son extremadamente débiles, por lo que no perturban la recepción de la señal de control.Ambient light is filtered by the box of the component that only passes infrared radiation of about 950 nm, for example, and variations in the level of ambient light in the frequencies of 30 to 50 kHz are extremely weak, so that do not disturb the reception of the control signal.
De acuerdo con el invento, esta alternativa se lleva a la práctica sustituyendo el circuito electrónico representado en la figura 6 y en la figura 10 por los receptores de infrarrojos y sustituyendo la electrónica del emisor de la figura 2 por la de la figura 13. Pueden utilizarse receptores de control remoto por infrarrojos como los de las compañías Sharp, Kodenshi, JRC, etc., que son compactos.According to the invention, this alternative is takes practice replacing the electronic circuit represented in figure 6 and in figure 10 by the receivers of infrared and replacing the transmitter electronics of figure 2 by that of Figure 13. Control receivers can be used infrared remote like those of the Sharp, Kodenshi companies, JRC, etc., which are compact.
La salida lógica Vsalida controla una rama del puente H, que tiene dos transistores MOS, como se ha descrito previamente. Una segunda realización ilustrativa y su equipo, proporcionan una adaptación del principio a automóviles en miniatura, dotados de propulsión trasera garatizada mediante un solo motor 161 y cuya dirección funciona mediante ruedas oscilantes. Esta realización se ha ilustrado en la figura 16.The logical output Vsalida controls a branch of the H bridge, which has two MOS transistors, as described previously. A second illustrative embodiment and its equipment, they provide an adaptation of the principle to automobiles in miniature, equipped with rear propulsion guaranteed by a single 161 engine and whose steering works by oscillating wheels. This embodiment is illustrated in figure 16.
En consecuencia, la orientación está asegurada mediante un conjunto de varillas 162. Estas varillas son accionadas por un motor 163 y una cremallera interdependiente de 162 o mediante un electroimán 164 e imanes interdependientes de 162. Esta realización es compatible con la incorporación de un control remoto que emita una traza a seguir.Consequently, the orientation is assured by a set of rods 162. These rods are actuated by a 163 engine and an interdependent rack of 162 or by an electromagnet 164 and interdependent magnets of 162. This realization is compatible with the incorporation of a remote control that emits a trace to follow.
Los receptores distribuidos en las 4 esquinas del automóvil, que adoptan un valor lógico de 1 en ausencia de traza, generan mediante la combinación de sus salidas, un control de motor PWM adaptado a esta mecánica particular. La combinación lógica se muestra en la figura 17 y origina las siguientes ecuaciones lógicas:The receivers distributed in the 4 corners of the car, which adopt a logical value of 1 in the absence of trace, generate by controlling their outputs, a control of PWM engine adapted to this particular mechanic. The logical combination is shown in figure 17 and originates the following equations logical:
- 1)one)
- El receptor delantero derecho o el receptor trasero izquierdo controla la orientación de las ruedas delanteras hacia la derecha,He right front receiver or left rear receiver controls the orientation of the front wheels to the right,
- 2)2)
- El receptor delantero izquierdo o el receptor trasero derecho controla la orientación de las ruedas delanteras hacia la izquierda,He Left front receiver or right rear receiver controls the orientation of the front wheels to the left,
- 3)3)
- Los receptores delantero derecho o delantero izquierdo controlan la propulsión del automóvil en marcha adelante,The right front or left front receivers control the car propulsion running forward,
- 4)4)
- Los receptores trasero derecho o trasero izquierdo controlan la marcha atrás del automóvil.The right rear or left rear receivers control gear behind the car.
Los conflictos son gestionados sin incidentes como estados estadísticos incontrolados. De acuerdo con esta lógica, creada de forma muy sencilla con un receptor que adopta un estado de valor bajo cuando recibe luz, un estado de valor alto cuando no recibe luz, simples diodos combinan el control del puente H de los motores y del electroimán.Conflicts are managed without incident as uncontrolled statistical states. According to this logical, created very simply with a receiver that adopts a low value state when receiving light, a high value state when it doesn't receive light, simple diodes combine bridge control H of motors and electromagnet.
Gracias al principio de PWM, los controles son progresivos, lo que proporciona una orientación y una aceleración progresivas. Constituye un progreso muy evidente en comparación con el actual estado de la técnica de los controles, cuyo comportamiento es, con frecuencia, binario, por ejemplo: aceleración máxima o parada, recto a la derecha o recto a la izquierda.Thanks to the PWM principle, the controls are progressive, which provides guidance and acceleration progressive It constitutes a very evident progress compared to the current state of the art of controls, whose behavior it is often binary, for example: maximum acceleration or stop, straight to the right or straight to the left.
La PWM generada ópticamente permite conseguir una orientación precisa en todas las direcciones intermedias.The optically generated PWM allows to achieve precise guidance in all intermediate directions.
De acuerdo con el invento, este tipo de vehículo con 4 receptores detecta el rayo en un entorno de 20 a 40 cm a su alrededor y, automáticamente, genera la sucesión de maniobras necesarias para llegar a colocarse, por sí solo, bajo el rayo. Esto implica un automatismo avanzado que utiliza control secundario analógico vectorial.According to the invention, this type of vehicle with 4 receivers detects the beam in an environment of 20 to 40 cm at around and automatically generates the sequence of maneuvers necessary to get to place itself, under the lightning. This it implies an advanced automatism that uses secondary control vector analog
Lo que sigue es un ejemplo de las sucesivas maniobras que pueden llevarse a cabo:The following is an example of the successive maneuvers that can be carried out:
- Estado inicial: La traza está situada delante y a la derecha del automóvil.Initial state: The trace is located in front and to the right of the car.
- Con las ruedas giradas a la derecha, el motor lo hace avanzar.With wheels turned to the right, the engine drives it forward.
- El automóvil sobrepasa la traza y la deja a su derecha.The car cross the trace and leave it to your right.
- Las ruedas se giran hacia la izquierda y el motor invierte su marcha.The wheels are they turn to the left and the engine reverses its gear.
- El automóvil queda orientado hacia la traza.The car It is oriented towards the trace.
- El automóvil avanza y sobrepasa ligeramente la traza.The car move forward and slightly exceed the trace.
- Entonces, da marcha atrás y se coloca, por sí solo, exactamente debajo, en un lugar en donde los 4 perceptores detectan un nivel equivalente.So da reversing and placed, by itself, exactly below, in a place where the 4 perceivers detect a level equivalent.
De acuerdo con el invento, el automatismo hace posible generar las 4 maniobras mínimas sucesivas para alcanzar la traza sin que intervenga el usuario, siempre que la traza se haya mantenido inmóvil. Cuando el usuario mueve la traza colocándola delante del automóvil, éste la sigue, siendo la orientación la resultante de la búsqueda del equilibrio entre los receptores delanteros, y siendo la aceleración la resultante del desequilibrio entre lo receptores delanteros y los traseros.According to the invention, the automation makes possible to generate the 4 successive minimum maneuvers to reach the trace without user intervention, as long as the trace has been Stationary When the user moves the trace by placing it in front of the car, this one follows, the orientation being the resulting from the search for the balance between the receptors forward, and the acceleration being the result of the imbalance between the front and rear receivers.
Otra realización ilustrativa del invento se refiere a la visualización del rayo de guía. Esta visualización tiene un fin educativo por cuanto permite seguir la traza y es deseable cuando el usuario es un niño pequeño.Another illustrative embodiment of the invention is refers to the display of the guide ray. This display It has an educational purpose because it allows you to follow the trace and is desirable when the user is a small child.
El uso de un control de infrarrojos, si bien es potente, puede tener el inconveniente de las consideraciones económicas. Una óptica complementaria resuelve este problema y se ilustra en la figura 18. Comprende una óptica doble, bifocal, constituida, por ejemplo, por dos lentes 183 y 184 acopladas o por una sola óptica moldeada. El diodo 181 transmisor de infrarrojos puede estar situado en el punto focal del área central, habiendo un diodo visible 182, rojo, verde, azul o amarillo, situado en el segundo punto focal. Dos conos opacos separan los rayos visible e invisible.The use of an infrared control, although it is powerful, may have the inconvenience of considerations economic. A complementary optics solves this problem and it illustrated in figure 18. It comprises a double, bifocal optic, consisting, for example, of two lenses 183 and 184 coupled or by A single molded optic. Diode 181 infrared transmitter it may be located at the focal point of the central area, having a visible diode 182, red, green, blue or yellow, located in the second focal point Two opaque cones separate the visible rays and invisible.
De acuerdo con esta alternativa, el rayo visible en la salida de la óptica es anular y, al final del radio de alcance del control, el rayo se convierte en una traza compacta. De acuerdo con el invento, el automóvil sigue el centro del rayo de radiación infrarroja modulado, es decir, el centro del anillo visible. La simple adición del diodo visible y de su óptica complementaria, optimiza la economía sin degradar la precisión de la conducción. De acuerdo con el invento, en este caso el diodo visible es activado por una corriente continua.According to this alternative, the visible ray at the optical output it is annular and, at the end of the radius of scope of control, lightning becomes a compact trace. According to the invention, the car follows the center of the beam of modulated infrared radiation, that is, the center of the ring visible. The simple addition of the visible diode and its optics In addition, it optimizes the economy without degrading the accuracy of the driving. According to the invention, in this case the visible diode It is activated by a direct current.
Una última realización ilustrativa representada en la figura 19 y en la figura 20, se refiere a la realización de un control de poca precisión, simplificado y económico. En esta realización, el vehículo no sigue una traza proyectada sobre el suelo, sino la fuente de un rayo que se difunde hacia el suelo de acuerdo con un amplio campo.A last illustrative embodiment represented in figure 19 and in figure 20, it refers to the realization of a Low precision control, simplified and economical. In this embodiment, the vehicle does not follow a projected trace on the ground, but the source of lightning that spreads to the ground of I agree with a wide field.
La fuente está constituida, por ejemplo, por un simple diodo de infrarrojos encapsulado, que difunde luz infrarroja hacia el suelo de acuerdo con un cono de +/- 30º. La radiación infrarroja se modula de acuerdo con uno de los procedimientos descritos en lo que antecede. De acuerdo con la configuración, puede estar integrado en un llavero, un cinturón, una pulsera, etc.The source is constituted, for example, by a simple encapsulated infrared diode, which diffuses infrared light towards the ground according to a cone of +/- 30º. The radiation infrared is modulated according to one of the procedures described above. According to the configuration, you can be integrated into a key ring, a belt, a bracelet, etc.
De acuerdo con esta alternativa, los receptores del vehículo están situados en las 4 esquinas o en el techo y, por tanto, apuntan hacia arriba en 4 direcciones centrífugas, como se ve en la figura 20.According to this alternative, the receivers of the vehicle are located in the 4 corners or on the roof and, by both point up in 4 centrifugal directions, as seen in figure 20.
La figura 19 ilustra dos posiciones 191 y 192 del diodo de control transmisor, en la parte superior del vehículo 193, que incluye dos diodos receptores o dos receptores de control remoto por infrarrojos, 194 y 195, que apuntan hacia arriba.Figure 19 illustrates two positions 191 and 192 of the transmitter control diode, on top of the vehicle 193, which includes two receiving diodes or two control receivers infrared remote, 194 and 195, pointing up.
El nivel recibido en cada receptor viene determinado por el producto de la difusión del transmisor y del receptor, se mide geométricamente en la gráfica de difusión, se multiplica por la inversa de la distancia entre el transmisor y el receptor al cuadrado.The level received on each receiver comes determined by the diffusion product of the transmitter and the receiver, is measured geometrically in the diffusion graph, it multiply by the inverse of the distance between the transmitter and the square receiver.
- ParaFor
- el par 191, 194, k=0,5x1/R1^{2}he pair 191, 194, k = 0.5x1 / R12
- ParaFor
- el par 191, 195, k=0,5x1/R1^{2}he pair 191, 195, k = 0.5x1 / R12
- ParaFor
- el par 192, 194, k=1x0,5/R2^{2}he pair 192, 194, k = 1x0.5 / R22
- ParaFor
- el par 192, 195, k=1x0,5/R2^{2}he pair 192, 195, k = 1x0.5 / R22
A la vista de los anteriores elementos de la descripción, la posición del transmisor en 191 inicia la recepción del nivel superior en los receptores delanteros, 194 por ejemplo, lo que pone en marcha el vehículo hacia delante.In view of the previous elements of the description, the position of the transmitter in 191 starts reception of the upper level in the front receivers, 194 for example, what which starts the vehicle forward.
De la misma forma, la posición 192 inicia un nivel de recepción equivalente en los receptores delanteros y traseros, 194 y 195, por lo que el vehículo se detiene.In the same way, position 192 starts a equivalent reception level at the front receivers and rear, 194 and 195, so the vehicle stops.
De acuerdo con el mismo automatismo previamente descrito, esta geometría organiza el seguimiento del transmisor, poniéndose el vehículo debajo, por sí mismo, en la posición en la que se equilibran los niveles de radiación recibidos por los diversos receptores.According to the same automatism previously described, this geometry organizes the transmitter tracking, putting the vehicle under, by itself, in the position in the that the radiation levels received by the various receivers
Los receptores son, de preferencia, receptores de control remoto integrados y el transmisor es un diodo de infrarrojos sin óptica de colimación, con un campo de difusión más o menos amplio. El diodo puede ser controlado por una corriente, como se ilustra en la figura 12. El juguete puede ser, por ejemplo, un animal que siga permanentemente al niño que lleve un transmisor del tipo de llavero en el cinturón, comportándose el control remoto como un conductor virtual.The receivers are preferably receivers integrated remote control and the transmitter is a diode of infrared without collimation optics, with a diffusion field more or less broad The diode can be controlled by a current, such as illustrated in figure 12. The toy can be, for example, a animal that permanently follows the child who carries a transmitter type of key ring on the belt, behaving the remote control as A virtual driver
Con referencia a la figura 21, el controlador también puede estar configurado de tal forma que el usuario pueda elegir el tipo de control deseado para el vehículo. En una realización ilustrativa, el controlador puede estar configurado para controlar el vehículo en un modo de infrarrojos. El usuario puede decidir, entonces, si se crea una traza de luz visible para facilitarle la identificación de la traza de radiación infrarroja. La selección de si se crea o no la traza de luz visible, puede determinarse mediante una presión aplicada por el usuario sobre el mando de control. La selección también puede llevarse a cabo merced a la actuación de pulsadores separados del mando de control. La traza de luz visible puede configurarse de tal manera que, a corta distancia, 200, la traza visible tenga un tamaño aproximadamente similar al de la traza de radiación infrarroja. A distancias mayores, 210, la traza de luz visible puede configurarse como un anillo, encontrándose la traza infrarroja situada en el centro del anillo.With reference to figure 21, the controller it can also be configured so that the user can Choose the type of control desired for the vehicle. In a illustrative embodiment, the controller may be configured to Control the vehicle in an infrared mode. The user can decide, then, if a trace of visible light is created to facilitate the identification of the infrared radiation trace. The selection of whether or not the visible light trace is created, can determined by a pressure applied by the user on the Control command. Selection can also be carried out thanks to the operation of separate buttons of the control knob. The visible light trace can be configured in such a way that, shortly distance, 200, the visible trace is approximately sized similar to the infrared radiation trace. At distances greater than 210, the visible light trace can be configured as a ring, finding the infrared trace located in the center of the ring.
Haciendo referencia a la figura 22, en ella se ilustra un vehículo que recibe información a través de los perceptores situados en la parte superior del mismo. Los perceptores pueden estar configurados para recibir información de áreas 220 definidas. Como se ha ilustrado, los perceptores pueden estar posicionados para recibir señales en las esquinas de los vehículos. Son posibles, asimismo, otras configuraciones.Referring to figure 22, it illustrates a vehicle that receives information through the sensors located on top of it. The perceivers may be configured to receive information from 220 areas defined. As illustrated, the perceivers may be positioned to receive signals at the corners of the vehicles. Other configurations are also possible.
El campo de aplicación del invento puede extenderse a cualquiera de las combinaciones de los elementos descritos, sin limitación alguna.The scope of the invention can extend to any of the combinations of the elements described, without limitation.
Claims (12)
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- la diferencia entre el nivel de las señales de control alimentadas por los dos perceptores optoelectrónicos controla el giro del ingenio en la dirección del perceptor que entrega la señal de control más potente ythe difference between the level of control signals fed by the two optoelectronic perceivers controls the turn of ingenuity in the address of the perceiver that delivers the control signal plus powerful and
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- la suma de las señales de control alimentadas por los perceptores optoelectrónicos controla el accionamiento en marcha adelante del motor,the sum of the control signals fed by the perceivers Optoelectronics controls the drive in advance of the engine,
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